DE69810936T2 - HIGHLY EFFICIENT GAS TURBINE POWER PLANTS WITH METHANOL REFORMING - Google Patents
HIGHLY EFFICIENT GAS TURBINE POWER PLANTS WITH METHANOL REFORMINGInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Gas/- Dampf-Turbinen-Kraftwerk, in dem reformiertes Methanol der Brennstoff für die Gasturbine ist. Abgasdampf aus einer Gegendruck-Dampfturbine wird in dem Methanol-Reformer verwendet.The present invention relates to a combined cycle gas/steam turbine power plant in which reformed methanol is the fuel for the gas turbine. Exhaust steam from a backpressure steam turbine is used in the methanol reformer.
Es besteht erhebliches Interesse an der Verbesserung der Effizienz von Kraftwerken, die Gasturbinen verwenden. In Gasturbinen mit einfachem Zyklus wird die Wärme in den Abgasen aus den Turbinen verschwendet, was zu einer niedrigen Gesamteffizienz des Zyklus führt.There is considerable interest in improving the efficiency of power plants that use gas turbines. In simple cycle gas turbines, the heat in the exhaust gases from the turbines is wasted, resulting in low overall cycle efficiency.
Regenerierung (Vorheizen des Brennstoffs) ist ein einfaches Verfahren zur Steigerung der Effizienz eines Kraftwerks, die erhöhte Effizienz geht jedoch auf Kosten von reduzierter Leistungsabgabe des Systems. Die reduzierte Leistungsausgabe steigert in Kombination mit den zusätzlichen Kosten der Vorheizgeräte die Festkosten des Betreibens eines Kraftwerks und letztendlich die Kosten für den Verbraucher.Regeneration (preheating the fuel) is a simple method of increasing the efficiency of a power plant, but the increased efficiency comes at the cost of reduced power output from the system. The reduced power output, combined with the additional cost of the preheaters, increases the fixed costs of operating a power plant and, ultimately, the cost to the consumer.
In diesem Bereich wird bei einigen Anlagen ein Teil der Abwärme in dem Abgas einer Gasturbine zurückgewonnen. Es ist beispielsweise eine Kondensations-Dampfturbine verwendet worden, die durch Dampf angetrieben wird, der mit Wärme aus den Verbrennungsgasen aus der Gasturbine erzeugt worden ist. Derartige Ansätze mit geschlossenem Kreislauf (kombiniertem Zyklus) verbessern die Effizienz des Werks erheblich, sind jedoch aufgrund des erforderlichen Kondensators und einer Kühlwasserschleife für die Dampfturbine, die möglicherweise Kühltürme erfordert, teuer.In this area, some plants recover some of the waste heat in the exhaust gas from a gas turbine. For example, a condensing steam turbine has been used, driven by steam generated using heat from the combustion gases from the gas turbine. Such closed-loop (combined cycle) approaches significantly improve plant efficiency, but are expensive due to the need for a condenser and a cooling water loop for the steam turbine, which may require cooling towers.
Andere Verfahren zur Rückgewinnung der Wärme aus den Abgasen verwenden Gasturbinen mit chemischer Wiedergewinnung ("CRGT"). In dem CRGT-Zyklus wird die Abwärme aus der Gasturbine in chemischen Reformierern zurückgewonnen. Der CRGT-Zyklus hat gegenüber einem Zyklus einer Gasturbine mit Dampfeinspritzung ("STIG") und Gasturbinen ohne Dampfeinspritzung Vorteile der reduzierten Emission von Stickoxiden. Bei Verwendung von Erdgas sind für die Reformierung Temperaturen von 700 bis 900ºC erforderlich, während die chemische Rückgewinnung der Abwärme bei Alkoholen mit bestehenden Gasturbinentechnologien und Rückgewinnungsvorrichtungen bei niedrigeren Temperaturen erfolgen kann. Speziell Methanol ist aufgrund von sowohl seinen innewohnenden Charakteristika als Brennstoff (hervorragende Verbrennungseigenschaften, geringe umweltbelastende Emissionen, niedrige Reformierungstemperatur) als auch der Möglichkeit, aus jedem fossilen Brennstoff und jedem erneuerbaren organischen Material herstellbar zu sein, besonders erwünscht.Other methods for recovering heat from the exhaust gases use chemical recovery gas turbines ("CRGT"). In the CRGT cycle, the waste heat from the gas turbine is recovered in chemical reformers. The CRGT cycle has advantages over a steam-injected gas turbine ("STIG") cycle and gas turbines without steam injection. reduced emissions of nitrogen oxides. When using natural gas, reforming temperatures of 700 to 900ºC are required, while chemical recovery of waste heat for alcohols can be carried out at lower temperatures using existing gas turbine technologies and recovery devices. Methanol in particular is particularly desirable due to both its inherent characteristics as a fuel (excellent combustion properties, low polluting emissions, low reforming temperature) and the possibility of being produced from any fossil fuel and any renewable organic material.
Die WO-A-96/12091 offenbart ein komplexes Verfahren und Gerät zur Erzeugung von Nutzleistung, die einen speziellen Zweistrom-Wärmerückgewinnungsboiler in Kombination mit einer Gasturbine und einer Dampfturbine umfassen, um einen kombinierten Zyklus zu bilden.WO-A-96/12091 discloses a complex method and apparatus for generating useful power comprising a special two-flow heat recovery boiler in combination with a gas turbine and a steam turbine to form a combined cycle.
Es besteht ein Bedarf nach einem Kraftwerk mit einer einfachen Turbinenkonstruktion und mit erhöhter Effizienz und niedrigen Kapitalkosten, die nicht die gesamte Leistungsabgabe des Werks opfert. Das Werk sollte vorzugsweise bei relativ niedrigen Temperaturen arbeiten und einen leicht erhältlichen Brennstoff verwenden, wie Methanol. Die vorliegende Erfindung erfüllt diesen Bedarf.There is a need for a power plant with a simple turbine design and with increased efficiency and low capital cost that does not sacrifice the total power output of the plant. The plant should preferably operate at relatively low temperatures and use a readily available fuel such as methanol. The present invention meets this need.
Die vorliegende Erfindung ist ein hocheffizientes Kraftwerk mit einer ersten Turbine, die, versorgt mit einem reformierten Brennstoff, einen Generator antreibt und ein Gas mit einer ersten Temperatur abgibt; einem Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator (HRSG), der, versorgt mit dem Gas mit einer ersten Temperatur, einen Dampf mit einem ersten Druck produziert und ein Gas mit einer zweiten Temperatur abgibt, welche unter der ersten Temperatur liegt; einer zweiten Turbine, die, versorgt mit dem Dampf mit einem ersten Druck, den Generator antreibt und einen Dampf mit einem zweiten Druck abgibt, der unter dem ersten Druck liegt; und einem Reformer, der nach Versorgung mit einem Brenn¬ stoff, dem Dampf mit einem zweiten Druck und dem Gas mit einer zweiten Temperatur den Brennstoff reformiert und die ersten Turbine mit dem reformierten Brennstoff versorgt.The present invention is a high efficiency power plant comprising a first turbine which, when supplied with a reformed fuel, drives a generator and delivers a gas at a first temperature; a heat recovery steam generator (HRSG) which, when supplied with the gas at a first temperature, produces a steam at a first pressure and delivers a gas at a second temperature which is below the first temperature; a second turbine which, when supplied with the steam at a first pressure, drives the generator and delivers a steam at a second pressure which is below the first pressure; and a reformer which, when supplied with a fuel, material, steam at a second pressure and gas at a second temperature, the fuel is reformed and the first turbine is supplied with the reformed fuel.
Fig. 1 ist eine Darstellung eines typischen Kraftwerks unter Verwendung einer Erdgas-Turbine und einer Kondensations- Dampfturbine.Fig. 1 is a diagram of a typical power plant using a natural gas turbine and a condensing steam turbine.
Fig. 2 ist eine Darstellung eines Kraftwerks unter Verwendung einer Gasturbine, die mit synthetischem Gas befeuert wird, das aus reformiertem Methanol erhalten wird.Fig. 2 is an illustration of a power plant using a gas turbine fired with synthetic gas obtained from reformed methanol.
Fig. 3 ist eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Kraftwerks.Fig. 3 is a representation of a power plant according to the invention.
Die in Fig. 3 dargestellte vorliegende Erfindung wird am besten verstanden, indem die Merkmale der Erfindung mit entsprechenden Merkmalen von zwei typischen Kraftwerken verglichen werden. Fig. 1 zeigt ein typisches Kraftwerk, das Erdgas als Brennstoff verwendet. Die Gasturbine 1 verbraucht Erdgas 7 als Brennstoff und hat Eingangsluft 8. Nur zu veranschaulichenden Zwecken wird eine GE7FA-Turbine, hergestellt von General Electric Company, als Standard-Referenzgasturbine verwendet, wobei ein Brennstoffverbrauch von Erdgas von 790 tons (803 Tonnen) pro Tag zu Grunde gelegt wird. Die Gasturbine treibt einen Generator 11 an, die Abgabe der Gasturbine beträgt 166 MW. Das Abgas aus der Turbine geht zu einem Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator (HRSG) 3, während das Abgas von dem HRSG in 9 entlüftet wird. In dem HRSG 3 wird Hochdruckdampf (HP-Dampf) 13 mit 550 000 lb (249 500 kg) pro Stunde erzeugt. Dieser Hochdruckdampf wird als Eingabe für eine Dampfturbine 2 verwendet, um weitere 77 MW zum Antrieb des Generators zu erzeugen. Das Abgas aus der Dampfturbine geht zu einem Kondensator 4, in dem der Dampf kondensiert und zu dem HRSG zurückgeführt wird.The present invention illustrated in Fig. 3 is best understood by comparing the features of the invention with corresponding features of two typical power plants. Fig. 1 shows a typical power plant using natural gas as fuel. The gas turbine 1 consumes natural gas 7 as fuel and has inlet air 8. For illustrative purposes only, a GE7FA turbine manufactured by General Electric Company is used as a standard reference gas turbine, assuming a natural gas fuel consumption of 790 tons (803 tons) per day. The gas turbine drives a generator 11, the output of the gas turbine is 166 MW. The exhaust from the turbine goes to a heat recovery steam generator (HRSG) 3 while the exhaust from the HRSG is vented into 9. High pressure steam (HP steam) 13 is generated in the HRSG 3 at 550,000 lb (249,500 kg) per hour. This HP steam is used as an input to a steam turbine 2 to generate an additional 77 MW to drive the generator. The exhaust from the steam turbine goes to a condenser 4 where the steam is condensed and returned to the HRSG.
Der Kondensator benötigt Kühlwasser 15, das durch eine Pumpe bereitgestellt wird, das gebrauchte Kühlwasser wird wiederum in dem Kühlturm 5 gekühlt. Das Wasser aus dem Kühlturm wird durch die Pumpe 6 zu dem Kondensator zurückgeführt. Nach Bedarf wird bei 12 frisches Kühlwasser zugeführt.The condenser requires cooling water 15, which is provided by a pump, the used cooling water is in turn cooled in the cooling tower 5. The water from the cooling tower is returned to the condenser by the pump 6. Fresh cooling water is added at 12 as required.
Basierend auf Simulationen, die mit einem konventionellen Computerprogramm durchgeführt wurden, hat das Kraftwerk in Fig. 1 eine Abgabe von 237 MW (netto) und einen unteren Heizwert (LHV-Effizienz) von 52%, während die obere Heizwert- (HHV)-Effizienz 47% ist. Die hohe Effizienz wird durch die höheren Kapitalkosten einer teuren Kondensations-Dampfturbine und eines Kühlwasserkreislaufs erreicht.Based on simulations performed with a conventional computer program, the power plant in Fig. 1 has an output of 237 MW (net) and a lower heating value (LHV) efficiency of 52%, while the upper heating value (HHV) efficiency is 47%. The high efficiency is achieved by the higher capital costs of an expensive condensing steam turbine and a cooling water loop.
Fig. 2 illustriert ein Kraftwerk auf Basis von reformiertem Methanol. Die Gasturbine verwendet Eingangsluft 30 und reformiertes Methanol 33 aus einem Reformer 25. Das reformierte Methanol wird in dem Reformer nach einem Zweistufenverfahren unter Verwendung von gasförmigem Methanol und Wasserdampf hergestellt. In der ersten Stufe wird gasförmiges Methanol katalytisch gemäß der ReaktionFig. 2 illustrates a power plant based on reformed methanol. The gas turbine uses inlet air 30 and reformed methanol 33 from a reformer 25. The reformed methanol is produced in the reformer using a two-stage process using gaseous methanol and steam. In the first stage, gaseous methanol is catalytically converted according to the reaction
CH&sub3;OH → CO + 2 H&sub2; (1)CH3 OH ? CO + 2 H2 (1)
in Kohlenmonoxid und Wasserstoff zersetzt.decomposes into carbon monoxide and hydrogen.
Durch Zugabe von Dampf in stöchiometrischen Anteilen kann das Kohlenmonoxid unter weiterer Produktion von Wasserstoff gemäß der GleichgewichtsverschiebungsreaktionBy adding steam in stoichiometric proportions, the carbon monoxide can be converted into hydrogen with further production according to the equilibrium shift reaction
CO + H&sub2;O → CO&sub2; + H&sub2; (2)CO + H2 O ? CO&sub2; + H2 (2)
in Kohlendioxid umgewandelt werden.converted into carbon dioxide.
Das gesamte Methanolreformierungsverfahren kann als Synthese zweier abgegrenzter Prozesse angesehen werden, wobei der erste die endotherme Zersetzung gemäß Gleichung (1) ist und der zweite eine exotherme Kohlenmonoxidumwandlungsreaktion (2) ist. In einem geeignet aufgebauten Reaktor finden beide Prozesse gleichzeitig statt.The entire methanol reforming process can be viewed as a synthesis of two distinct processes, the first being the endothermic decomposition according to equation (1) and the second being an exothermic carbon monoxide conversion reaction (2). In a suitably designed reactor, both processes take place simultaneously.
Das Abgas 31 aus der Gasturbine wird in einem HRSG 23 verwendet, um Niederdruckdampf 43 aus Eingangsfrischwasser 35 herzustellen. Die Restwärme in dem Abgas 42 des HRSGs wird wiederum zum Heizen des Reformers 25 und zum Vorheizen des Methanols in dem Verdampfer 27 verwendet, bevor es bei 39 entlüftet wird. Das Methanol und der Niederdruckdampf (LP) werden in den Reformer 25 eingespritzt, und die Ausgabe des Reformers, die aus reformiertem Methanol und Überschussdampf 33 besteht, wird zum Antreiben der Turbine 21 verwendet. Die Turbine treibt wiederum den Generator 29, um elektrischen Strom zu produzieren. Im Unterschied zu der in Fig. 1 gezeigten Anlage wird das Wasser nicht zurückgeführt. Das Wasser geht als Teil der Abgase verloren und wird aufgrund der prohibitiven Rückgewinnungskosten nicht zurückgewonnen.The exhaust gas 31 from the gas turbine is used in a HRSG 23 to produce low pressure steam 43 from inlet fresh water 35. The residual heat in the exhaust gas 42 of the HRSG is in turn used to heat the reformer 25 and to preheat the methanol in the vaporizer 27 before it is vented at 39. The methanol and low pressure (LP) steam are injected into the reformer 25 and the output of the reformer, consisting of reformed methanol and excess steam 33, is used to drive the turbine 21. The turbine in turn drives the generator 29 to produce electrical power. Unlike the plant shown in Fig. 1, the water is not recycled. The water is lost as part of the exhaust gases and is not recovered due to the prohibitive recovery costs.
Computersimulationen zeigen, dass die gleiche Gasturbine, die in dem Beispiel von Fig. 1 gezeigt ist, verwendet werden kann, um in der Konfiguration von Fig. 2 etwa 225 MW (netto) Leistung mit etwa 46% LHV-Effizienz zu produzieren. Obwohl die Effizienz niedriger als diejenige für die Konfiguration von Fi¬ gur 1 ist, sind die Kapitalkosten erheblich niedriger, weil Dampfturbine, Kondensator und Kühlturm fehlen.Computer simulations show that the same gas turbine shown in the example of Fig. 1 can be used to produce about 225 MW (net) of power with about 46% LHV efficiency in the configuration of Fig. 2. Although the efficiency is lower than that for the configuration of Fig. 1, the capital costs are significantly lower because the steam turbine, condenser and cooling tower are absent.
Fig. 3 illustriert ein erfindungsgemäßes Kraftwerk. Die Gasturbine 41 erhält Luft 47 aus einem Ansaugluftschacht 41a und reformiertes Methanol einschließlich Überschussdampf 67 von einem Reformer 57. Das reformierte Methanol wird in einer Verbrennungskammer 41b der Gasturbine verbrannt und Abgase aus der Turbine verlassen die Turbine durch einen Abgasschacht 41c. Die Abgase aus der Turbine haben eine Temperatur von etwa 1100ºF (etwa 595ºC). Die Abgase aus der Gasturbine werden verwendet, um nacheinander (1) Wasser 53 in einem HRSG 59 zu erwärmen, um Hochdruckdampf 61 zu produzieren; (2) den Reformer 57 zu erwärmen, um das reformierte Methanol zu produzieren; und (3) um das Methanol 49 in dem Verdampfer 55 vorzuheizen, um verdampftes Methanol zu produzieren. Der gasförmige Ausfluss aus dem HRSG hat eine niedrigere Temperatur als das Abgas aus der Gasturbine, ist jedoch noch ausreichend heiß, um den Reformer zu heizen. In einer alternativen Ausführungsform werden die Abgase verwendet, um den Reformer oder den Verdampfer indirekt durch die Verwendung eines Wärmeübertragungsfluids/-mediums zu heizen.Fig. 3 illustrates a power plant according to the invention. The gas turbine 41 receives air 47 from an intake air stack 41a and reformed methanol including excess steam 67 from a reformer 57. The reformed methanol is combusted in a combustion chamber 41b of the gas turbine and exhaust gases from the turbine exit the turbine through an exhaust stack 41c. The exhaust gases from the turbine have a temperature of about 1100°F (about 595°C). The exhaust gases from the gas turbine are used to sequentially (1) heat water 53 in an HRSG 59 to produce high pressure steam 61; (2) heat the reformer 57 to produce the reformed methanol; and (3) preheat the methanol 49 in the vaporizer 55 to produce vaporized methanol. The gaseous effluent from the HRSG has a lower temperature than the exhaust gas from the gas turbine, but is still sufficiently hot to heat the reformer. In an alternative embodiment, the exhaust gases are used to heat the reformer or evaporator indirectly through the use of a heat transfer fluid/medium.
Der HRSG 59 wird mit einer Wasserzufuhr 53 ausgestattet. Dieses Wasser wird mitunter als "Durchlaufwasser" bezeichnet, weil es nicht rezirkuliert wird. Der HRSG erzeugt HP-Dampf. Dieser HP-Dampf wird verwendet, um eine Staudruck-Dampfturbine (BPT) 43 anzutreiben. Eine BPT unterscheidet sich von einer Kondensations-Dampfturbine dahingehend, dass die Auslassgase einer BPT noch eine erhebliche Temperatur und Druck in Form von LP- Dampf haben. Eine typische Temperatur des Dampfes am Auslass einer BPT ist etwa 600ºF (etwa 315ºC). In der vorliegenden Erfindung wird dieser LP-Dampf zusammen mit dem verdampften Methanol 65 als Eingabe in den Reformer 57 verwendet. In einer alternativen Ausführungsform ist die Turbine 41 eine STIG und der LP- Dampf kann zum Reformieren und zur Dampfeinspritzung zur Leistungssteigerung in der Turbine verwendet werden. Der LP-Dampf kann auch für andere Verfahren verwendet werden, z. B. als Reformerwärmeeintrag, Wärmeübertragungsfluid/-medium, Reformierdampf, usw.The HRSG 59 is provided with a water supply 53. This water is sometimes referred to as "run-through water" because it is not recirculated. The HRSG produces HP steam. This HP steam is used to drive a ram pressure steam turbine (BPT) 43. A BPT differs from a condensing steam turbine in that the outlet gases from a BPT still have a significant temperature and pressure in the form of LP steam. A typical temperature of the steam at the outlet of a BPT is about 600ºF (about 315ºC). In the present invention, this LP steam is used along with the vaporized methanol 65 as input to the reformer 57. In an alternative embodiment, the turbine 41 is a STIG and the LP steam can be used for reforming and for steam injection to increase power in the turbine. The LP steam can also be used for other processes, e.g. as reformer heat input, heat transfer fluid/medium, reforming steam, etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Reformer 57 verwendet, um aus Methanol und Dampf reformiertes Methanol zu produzieren. Dieses Reformieren kann nach einem Zweistufenverfahren durch die oben in den Gleichungen (1) und (2) angegebenen Reaktionen erfolgen; in einer bevorzugten Ausführungsform wird reformiertes Methanol jedoch in einem Einstufenverfahren unter Verwendung eines Katalysators produziert, der aus Kupfer, Zink, Aluminium oder Mischungen davon zusammengesetzt ist. Unter Verwendung der zuvor genannten Standardreferenzturbine zeigt die Computersimulation, dass die Anordnung in Fig. 1 242 MW (netto) mit einer 50% LHV-Effizienz produzieren kann. Die Leistungseingaben in den Generator sind 228 MW von der Gasturbine und 18 MW von der BPT.In a preferred embodiment, the reformer 57 is used to produce reformed methanol from methanol and steam. This reforming can be done in a two-stage process by the reactions given above in equations (1) and (2); however, in a preferred embodiment, reformed methanol is produced in a one-stage process using a catalyst composed of copper, zinc, aluminum, or mixtures thereof. Using the aforementioned standard reference turbine, computer simulation shows that the arrangement in Figure 1 can produce 242 MW (net) at 50% LHV efficiency. The power inputs to the generator are 228 MW from the gas turbine and 18 MW from the BPT.
In einer alternativen Ausführungs form wird anstelle von Methanol Dimethylether (DME) als Kraftstoff zur Produktion von Syngas verwendet. Methan oder verflüssigtes Erdgas (LPG) kann auch verwendet werden, ohne den erfindungsgemäßen Bereich zu verlassen.In an alternative embodiment, dimethyl ether (DME) is used as fuel instead of methanol to produce syngas. Methane or liquefied natural gas (LPG) can can also be used without departing from the scope of the invention.
Die vorliegende Erfindung weist verglichen mit den Kraftwerken der Fig. 1 und 2 zahlreiche Vorteile auf. Erstens werden die Kapitalkosten verglichen mit einer Anlage mit kombiniertem Zyklus verringert, da ein Dampfturbinen-Kondensator und eine Kühlwasserschleife fehlen. Zweitens kommt ein großer Teil der Leistungsabgabe (228 MW) aus der Gasturbine, einem vergleichsweise preisgünstigem Anlagenteil, während die Abgabe der vergleichsweise teureren Dampfturbine 18 MW beträgt. Im Unterschied dazu beträgt die Abgabe der Dampfturbine bei dem Kraftwerk in Fig. 1 etwa die Hälfte der Abgabe aus der Gasturbine. Aufgrund der vergleichsweise hohen Kosten der Dampfturbine sind die kombinierten Kapitalkosten der Turbinen bei dem Kraftwerk von Figur viel höher als bei der vorliegenden Erfindung. Die Verwendung einer BPT-Turbine verringert somit die Kapitalkosten mit einem lediglich geringen Effizienzverlust.The present invention has numerous advantages over the power plants of Figures 1 and 2. First, capital costs are reduced compared to a combined cycle plant because a steam turbine condenser and cooling water loop are absent. Second, a large portion of the power output (228 MW) comes from the gas turbine, a relatively inexpensive plant component, while the output of the relatively more expensive steam turbine is 18 MW. In contrast, the output of the steam turbine in the power plant of Figure 1 is about half of the output of the gas turbine. Due to the relatively high cost of the steam turbine, the combined capital cost of the turbines in the power plant of Figure 1 is much higher than in the present invention. The use of a BPT turbine thus reduces capital costs with only a small loss in efficiency.
Die physikalischen Charakteristika des Syngases liefern, mit oder ohne STIG, eine Verstärkung der Leistungsabgabe der Gasturbine, verglichen mit einer Gasturbine, die mit Erdgas befeuert wird, mit oder ohne STIG-Turbine. Die Verstärkung resultiert aus der Möglichkeit, gleichzeitig die Abgabegrenzwerte der Gasturbine einzuhalten, während gleichzeitig vollständige Wärmerückgewinnung aus dem Gasturbinenabgas durch die Methanolreformierung und die HP-Dampferzeugung erreicht wird. Effiziente Dampferzeugung und Wärmerückgewinnung sind bei einem hohen Druck und einer hohen Temperatur möglich, die durch die Abgastemperatur der Gasturbine gegeben sind.The physical characteristics of syngas, with or without STIG, provide an increase in the power output of the gas turbine compared to a gas turbine fired with natural gas, with or without a STIG turbine. The increase results from the ability to simultaneously meet the output limits of the gas turbine while achieving full heat recovery from the gas turbine exhaust gas through methanol reforming and HP steam generation. Efficient steam generation and heat recovery are possible at high pressure and temperature, which are provided by the gas turbine exhaust gas temperature.
Da die Gasturbine mit ihrer Maximalrate arbeitet, kann nicht der gesamte verfügbare Hochdruckdampf in einem STIG-Prozess zur Einspeisung in die Gasturbine verwendet werden. Die BPT ermöglicht eine effiziente Wärmerückgewinnung aus den Abgasen, indem zusätzliche Leistung erzeugt wird, während der HP-Dampf auf LP-Dampf heruntergebracht wird. Die BPT kann auch mit einem Verfahrensschema mit reformiertem Methanol verwendet werden, um Prozessdampf für eine Gasturbine mit Dampfeinspritzung zu produzieren. Das niedrigste Druckniveau wird durch die spezifische Gasturbinenkonfiguration festgelegt. Typischerweise liegt dieses niedrigste Druckniveau im Bereich von etwa 300 bis etwa 400 psi (2,07 bis 2,76 MPa), das der Verbrennungsdruck der Gasturbine ist.Since the gas turbine is operating at its maximum rate, not all of the available high pressure steam in a STIG process can be used to feed the gas turbine. The BPT enables efficient heat recovery from the exhaust gases by generating additional power while bringing the HP steam down to LP steam. The BPT can also be used with a reformed methanol process scheme to produce process steam for a steam-injected gas turbine. The lowest pressure level is determined by the specific gas turbine configuration. Typically, this lowest pressure level is in the range of about 300 to about 400 psi (2.07 to 2.76 MPa), which is the combustion pressure of the gas turbine.
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